JPH06295971A - 半導体装置及びそのリードフレーム - Google Patents

半導体装置及びそのリードフレーム

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 樹脂を素子側又は放熱板側の何れか一方から
注入してモールディング可能なリードフレームとそれを
用いた半導体装置を提供する。 【構成】 ヒートスプレッダとなる放熱板１の、素子搭
載部外縁と相対するリード３内側先端とで形成される環
状の離間部５の幅を０．５ｍｍ以上とし、該離間部に、
離間部全面積の６０％以内の面積の貫通孔６を設け、貫
通孔６の最小幅を０．５ｍｍ以上とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止型半導体装置と
それに用いるリードフレームの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】発熱量が１〜２Ｗと比較的大きい半導体
素子を搭載して樹脂封止型半導体装置を製造する場合、
ヒートスプレッダ付きリードフレームを用いている。こ
の種リードフレームにおいて、半導体素子は該素子面積
より充分大きい面積の放熱板（ヒートスプレッダ）上に
接合されるようになっており、該放熱板の外周縁には多
数の金属製リードが絶縁性フィルムと接着剤を介して取
り付けられている。
【０００３】前記放熱板のほぼ中央部に半導体素子を熱
伝導の良好な接合材で接合し、素子と前記リードの内側
先端部を金線等のボンディングワイヤで接続後、これら
放熱板と素子を内包するように樹脂でモールディングし
て半導体装置が製造される。接合材は低融点合金ろう材
や、導電性接着剤等が用いられる。又、放熱板とリード
の取付けに用いる絶縁性フィルムとしてポリイミド樹脂
が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、発熱量の比較的
大きいタイプの半導体素子も一層高集積化し、端子数が
増加するに従ってパッケージのタイプもデュアルインラ
イン型からクワッド型となり、端子数、即ちリード数が
１００本以上のものも出現している。パッケージ寸法を
そのままにしてリード数を増加するにはリード幅とリー
ド間隔を狭くせざるを得ず、リード数１６０本ではイン
ナーリードのピッチが０．２３ｍｍ前後となる。
【０００５】このような狭間隔になると樹脂モールディ
ングの際、リードの間隙から樹脂が流入しにくくなり、
樹脂の注入口を素子側と放熱板側の両方から行う必要が
ある。しかしながら樹脂注入口を両方に設けることはモ
ールディング金型を複雑にし、コスト高にもなる。
【０００６】本発明の目的は樹脂注入口を素子側、放熱
板側の何れか一方に設けてモールディングが可能なリー
ドフレーム及びそのようなリードフレームを用いた半導
体装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、半導体素子を搭載する放熱板の該素子搭載部
外縁と相対するリード内側先端とで形成される環状の離
間部の幅を０．５ｍｍ以上とし、該離間部に離間部全面
積の６０％以内の面積に相当する貫通孔を設け、かつ該
貫通孔の最小幅を０．５ｍｍ以上とした点に特徴があ
る。
【０００８】
【作用】本発明において、０．５ｍｍ幅以上の貫通孔を
設けるのは、これ以下の幅では樹脂の流入が行われにく
く、注入口を何れか一方にした場合、他方の側にボイド
等の樹脂封止欠陥が発生し易くなるからである。このよ
うな貫通孔を設けるために環状離間部の幅は０．５ｍｍ
以上必要であるが、あまり広くするとワイヤボンディン
グの長さもそれに従って長くなり、ワイヤの垂れ、曲り
等の不都合が生じるので、２〜３ｍｍ程度に留めるのが
良く、貫通孔の幅はこの範囲で許容される最大幅とする
のが良い。
【０００９】このような貫通孔を設けることは熱放散を
目的とする放熱板の主旨に反することになるが、シュミ
レーションの結果、離間部全面積の６０％以内であれ
ば、若干の熱抵抗の上昇に留めることができる。貫通孔
は丸型でも角型でも良く、離間部が角型環状である場合
は４隅に連結部を残して４辺に長方形の貫通孔を設けて
も良いが、熱のミクロな流れを考慮すれば連結部が多数
あるように角型貫通孔を多数個設けるのが好ましい。
【００１０】
【実施例】図１は本発明のリードフレームを概念的に示
す平面図で、中心線で４分割したその一部が示されてい
る。又図２はこの部分の正面断面図であり、半導体素子
を接合し、ワイヤボンディングした状態で示してある。
図１において金属製放熱板１の中央部が半導体素子搭載
部２で、放熱板１の周縁には多数の金属リード３が両面
に接着剤層を有する絶縁フィルム４を介して取付けられ
ている。素子搭載部２の外縁と相対するリード３の内側
先端部とで形成される額縁状の区域が離間部５で、該離
間部５に貫通孔６が設けてある。
【００１１】図２において放熱板１の中央部に半導体素
子７が接合材８を介して接合され、素子７とリード３の
内側先端（インナーリード）とはボンディングワイヤ９
で接続されている。この状態で樹脂モールディング工程
に供し、金型を用いて樹脂封止ライン１０（破線で示
す）まで樹脂をモールドすればクワッド型樹脂封止半導
体装置が完成する。
【００１２】実験・・・厚さ０．１５ｍｍのＣｎ−０．
３０Ｃｒ−０．２５Ｓｎ−０．１Ｚｎの銅合金材でイン
ナーリードピッチ０．２３ｍｍ、アウターリードピッチ
０．５ｍｍ、総リード数１６０本のリードフレームをエ
ッチング法で作製し、一方厚さ０．２ｍｍの同じ銅合金
材で１８ｍｍ角の放熱板を用意すると共に該放熱板の離
間部に相当する部分には０．９ｍｍ幅、３ｍｍ長の長方
形の貫通孔を各辺に２個ずつエッチングで形成し、両面
にエポキシ系接着剤を設けた厚さ０．０５ｍｍのポリイ
ミド系フィルム（市販品）を用いて両者を結合して図１
に示すようなヒートスプレッダ付きリードフレームを得
た。
【００１３】このリードフレームに９ｍｍ角、０．４ｍ
ｍ厚の半導体素子を銀ーエポキシ接着剤で接合し、直径
０．０２５ｍｍのボンディング用金線で接続し、市販の
半導体封止用樹脂を用いて２８ｍｍ角、１．４ｍｍ厚の
パッケージサイズに半導体素子側からの注入で樹脂モー
ルディングした。
【００１４】得られた樹脂封止品を透過Ｘ線と超音波探
傷で検査したが、ボイドの発生は認められず、気密に樹
脂充填されていることを示し、貫通孔の効果が確かめら
れた。
【００１５】
【発明の効果】本発明により多リードのヒートスプレッ
ダ付きリードフレームであっても樹脂注入口を素子側又
は放熱板側の何れか一方としてモールディング可能とな
り、半導体装置の製造コスト低減に寄与できる。なお放
熱板に貫通孔を設けたことにより放熱板と樹脂の付着力
が増し、樹脂部の亀裂防止という副次的効果も得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリードフレームを概念的に示す平面図
（４分割の１部）である。
【図２】図１における正面断面図である。
【符号の説明】
１ 放熱板 ２ 半導体素子搭載部 ３ リード ４ 絶縁フィルム ５ 離間部 ６ 貫通孔 ７ 半導体素子 ８ 接合材 ９ ボンディングワイヤ １０ 樹脂封止ライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属製の放熱板の中央部に半導体素子が
    熱伝導の良好な接合材を介して接合され、該放熱板の周
    縁に多数の金属製リードが絶縁性フィルムと接着剤を介
    して取付けられ、前記半導体素子と前記リードの内側先
    端部がボンディングワイヤで接続され、これら放熱板及
    び半導体素子を内包するように樹脂でモールディングさ
    れた半導体装置において、前記半導体素子の外縁と相対
    するリード内側先端とで形成される環状の離間部の幅が
    ０．５ｍｍ以上とされ、該離間部に離間部全面積の６０
    ％以内の面積に相当する貫通孔が設けられ、かつ該貫通
    孔の最小幅が０．５ｍｍ以上とされてなる、半導体装
    置。
  2. 【請求項２】 金属製の放熱板の周縁に多数の金属製リ
    ードが絶縁性フィルムと接着剤を介して取付られた半導
    体装置用リードフレームにおいて、半導体素子搭載部外
    縁と相対するリード内側先端とで形成される環状の離間
    部の幅が１ｍｍ以上とされ、該離間部に離間部全面積の
    ６０％以内の面積に相当する貫通孔が設けられ、かつ該
    貫通孔の最小幅が０．５ｍｍ以上とされてなる、リード
    フレーム。
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